2012年3月22日是第二十届“世界水日”,保护水资源,从我做起!
(1)ClO2和Cl2(还原产物都为Cl-)是生活中常用的消毒剂.当消耗等物质的量的两种物质时,ClO2的消毒效率是Cl2的______倍.
(2)自来水厂常用高铁酸钠(Na2FeO4,强氧化剂)改善水质.简述高铁酸钠用于杀菌消毒同时又起到净水作用的原理______.
(3)某无色废水中可能含有Fe2+、Al3+、Na+、NO3-、CO32-、SO42-离子中的几种,为分析其成分,分别取废水样品100mL,进行了三组实验,其操作和有关现象如图所示:
请根据上图回答下列问题:
①实验中需配制1.0mol/L的NaOH溶液100mL,所需仪器除了玻璃棒、托盘天平、量筒、药匙、烧杯、胶头滴管,还缺少的仪器为______.
②实验③中沉淀量由A→B过程中所发生反应的离子方程式为______.
③试确定NO3-是否存在?______(填“存在”、“不存在”或“不确定”),若存在,试计算c(NO3-)=______(若不存在,此问不必作答).
(1)ClO2和Cl2的还原产物都为Cl-,每摩尔Cl2得到2mol电子,而每摩尔ClO2得到5mol电子,则所需Cl2的物质的量是ClO2的2.5倍,故答案为:2.5;
(2)高铁酸钠具有强氧化性,可用于杀菌消毒,还原生成Fe3+,Fe3+发生水解生成氢氧化铁胶体吸附水中的杂质,可用来除去水中的悬浮物,达到净水的目的,
故答案为:FeO42-有强的氧化性,能杀菌消毒,本身被还原为Fe3+,Fe3+发生水解生成氢氧化铁胶体吸附水中的杂质,达到净水的目的;
(3)配制1.0mol/L的NaOH溶液100mL,根据实验步骤所需仪器:玻璃棒、托盘天平、量筒、药匙、烧杯、胶头滴管、100mL容量瓶;故答案为:100mL容量瓶;
②实验③中A→B过程是Al(OH)3与OH-发生反应,其方程式为:Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,故答案为:Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O;
③根据实验①确定无Na+,根据实验②确定有SO42-,根据实验③确定有Al3+无Fe2+,因为CO32-与Al3+不能共存,所以无CO32-;故溶液中存在的离子为:Al3+、SO42-,已知硫酸钡沉淀为2.33g,则n(SO42-)=
=0.01mol,2.33g 233g/mol
根据图象可知与Al(OH)3的OH-为:n(OH-)=0.005mol,
Al(OH)3 +OH-=AlO2-+2H2O Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓
n(Al3+) 0.005moln(Fe2+) 0.035-3n(Al3+)
所以n(Al3+)=0.005mol,n(Fe2+)=0.01mol 所以溶液中Fe2+和Al3+所带正电荷与SO42-所带负电荷不相等,因此存在NO3-,
设NO3-物质的量为nmol,根据电荷守恒得:3n(Al3+)+2n(Fe2+)=2n(SO42-)+n(NO3-)所以n(NO3-)=0.015mol,所以c(NO3-)═
=0.15mol/L,0.015mol 0.1L
故答案为:存在;0.15mol/L.